提高水平井固井質(zhì)量對策探討

谷曉冬

(大慶鉆探工程公司鉆技一公司，黑龍江大慶163000）

隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，水平井鉆井已經(jīng)成為一項成熟的鉆井技術(shù)被國內(nèi)外各大油田廣泛地應(yīng)用，在開發(fā)剩余油、提高單井產(chǎn)量、降低石油的開采成本方面發(fā)揮著非常重要的作用，但是如何提高水平井固件質(zhì)量，提高水平井水平段固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率，一直是廣大鉆井完井工程技術(shù)人員研究的課題之一。水平井固井與常規(guī)直井的固井之間存在非常大地差別，主要表現(xiàn)在套管下入困難，套管下入后難以居中，頂替效率不好，造斜段和水平段存在巖屑床，影響水泥漿與井壁的膠接質(zhì)量，水泥漿失水、析水等諸多方面。對于以上問題雖然經(jīng)過多年的研究與實踐，但還不能很好地解決水平井固件質(zhì)量問題，因此有必要對影響水平井固件質(zhì)量的因素及對策做進(jìn)一步的探討。

1 影響水平井固件質(zhì)量的因素分析

水平井與直井之間的差別就是井斜角達(dá)到86°以上，并且在儲層中延伸了一定的距離，這一距離長則幾千米，短則幾百米。正是因為水平井有井斜角的存在，因此在固井中存在諸多的影響質(zhì)量的因素。

1.1 井眼質(zhì)量影響套管的安全下入

水平井由于井斜角存在，在造斜段由于目的層深淺的變化，必然要引起鉆井施工中井眼軌跡的不斷地調(diào)整與變化，有些地方的井眼曲率就會超標(biāo)，這樣超標(biāo)的地方就好直接引起在下套管中摩擦阻力增大，甚至下不去。在水平段的鉆井施工中，為了保證井眼軌跡沿著油層發(fā)育的方向和深度前進(jìn)，那么就會不斷地調(diào)整井眼軌跡的垂深，在整個水平段鉆進(jìn)過程中，就會出現(xiàn)一個甚至幾個井眼軌跡調(diào)整點，這樣就會造成井眼軌跡呈現(xiàn)出波浪狀，使完井套管難以下入。

1.2 套管難以居中，影響頂替效率

在水平的套管居中方面我們是做了大量工作的，包括優(yōu)化管串結(jié)構(gòu)、使用剛性扶正器和半剛性扶正器，水平井由于井斜角存在，套管受到的各種力會更加地復(fù)雜與多變，也就會導(dǎo)致套管的居中問題更加突出。從一般的理論研究中我們可能會知道，在水平井的定向增斜井段和水平井段，由于套管自身重量的特性很可能使套管更加貼近下井壁，而使套管出現(xiàn)不居中的情況，但是在實際的深入研究中我們發(fā)現(xiàn)，由于對管串結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，增加了很多剛性扶正器、半剛性扶正器和彈性扶正器，使得水平井中的套管受力發(fā)生了根本性的改變，加之受到井眼軌跡的變化的影響，會使水平井的套管可能偏向井壁的任何一方而出現(xiàn)套管不居中。正是這種不確定的套管不居中，在固井中就會影響固井頂替效率，從而影響到水平井的固井質(zhì)量。

1.3 巖屑床的存在，影響膠接質(zhì)量

在水平井鉆井中，由于井斜角的存在，必然會有巖屑床的形成，或者是在大肚子井眼處有巖屑的堆積，雖然在固井下套管之前采取了一系列的技術(shù)措施進(jìn)行通井、洗井，但是還有部分的巖屑床沒有被破壞掉，部分的大肚子井眼處的巖屑沒有被清洗出井眼，所以在固井中這些巖屑顆粒就會存留在井壁上，不僅影響頂替效率，還會影響水泥與井壁的膠接質(zhì)量。

2 提高水平井固井質(zhì)量對策

2.1 下套管前的井眼準(zhǔn)備工作

下套管前的井眼準(zhǔn)備是水平井固井中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，必須引起足夠的重視。在下套管之前，對于井眼的準(zhǔn)備主要采取以下幾個方面的通井技術(shù)措施。

（1）要模擬套管串的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其剛性進(jìn)行模擬通井，一般是應(yīng)用特殊的扶正器，進(jìn)行單扶正器一次通井，雙扶正器二次通井和三扶正器三次通井。

（2）對于通井過程中有遇阻顯示的地方要反復(fù)劃眼，修整井壁，破壞巖屑床。短起下過遇阻位置，直至不顯示為止，同時還要在每次的通井到底后必須充分大排量循環(huán)洗井，處理好鉆井液的性能，保證井壁穩(wěn)定，井眼無沉砂與漏失。

（3）在通井作業(yè)的后期待循環(huán)泵壓和鉆井液性能調(diào)整好后，還要進(jìn)行循環(huán)周期的測定，根據(jù)測定的結(jié)果來估算井筒容積，為水泥漿的注入量多少提供依據(jù)。

（4）在最后一次通井的起鉆前，要在調(diào)整鉆井液的性能時，要在鉆井液中加入足夠的潤滑材料，保證鉆井液具有非常好的潤滑性能，這樣就可以降低下套管作業(yè)的施工摩擦阻力，為套管的安全下入做好準(zhǔn)備。

2.2 管串結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

管串結(jié)構(gòu)的優(yōu)化不僅可以增加管串結(jié)構(gòu)的居中度，還是保證套管順利下入的重要依據(jù)與保證。首先在管串結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時候，要通過軟件對不同扶正器加量下的下套管摩擦阻力進(jìn)行分析，以管串居中度在67%以上，下套管摩擦阻力最小為優(yōu)化設(shè)計原則。而且為了減少下套管的阻力，還要應(yīng)用漂浮下套管技術(shù)。在井斜角45°以后的井段和水平段應(yīng)用漂浮接箍，并將水平段的套管中灌入清水或者密度較低的液體，減小摩擦阻力。

2.3 前置液設(shè)計

前置液的設(shè)計要滿足下面的幾個要求，一個是要能夠改變井壁的潤濕環(huán)境，保證井壁具有很好地親水性。在進(jìn)行前置液設(shè)計中要保證密度在不能超過1.1g/cm3，同時還要保證沖洗液具有良好流態(tài)，最好能達(dá)到紊流的臨界值。二是要求具有良好的觸變性、懸浮性和穩(wěn)定性,可懸浮巖屑和固相顆粒，在中溫條件下塑性粘度應(yīng)保持在40～180m Pa·s，設(shè)計密度高于泥漿或低于水泥漿密度0.12～0.25g/cm3，膠凝強度低于水泥漿高于泥漿。

2.4 水泥漿的設(shè)計

對于提高水平井固井質(zhì)量來說，水泥漿的設(shè)計是非常重要的一個內(nèi)容。一個要求水泥漿具有非常好的沉降穩(wěn)定性。如果水泥漿的沉降穩(wěn)定性不好，那么就會引起水泥漿密度差存在，從而影響固井質(zhì)量。二是要有良好的流變性，這樣才能提高頂替效率。三是要低失水、零析水，以減小井眼高邊自由水通道的形成，為防止油氣串提供必要條件。四是要直角稠化，減少自由水析出。

2.5 固井施工過程控制

一是縮短鉆井液靜止時間，二是水泥漿返出套管時，增大注水泥漿排量，盡量使水泥漿返出套管時達(dá)到紊流速度。三是壓膠塞操作與隨后的開泵頂替應(yīng)迅速、連續(xù)，保證環(huán)空流動的有效銜接，減少U型管效應(yīng)的影響。四是計算施工壓力如果不超過設(shè)備能力，可以在造斜段及水平段替入輕質(zhì)鉆井液或清水，增大套管上浮力；直井段替入加重鉆井液，以降低替漿壓力，滿足大排量頂替要求。

3 結(jié)論

提高水泥固井質(zhì)量是一項系統(tǒng)工程，只有充分地分析影響水平井固井質(zhì)量的相關(guān)因素，才能采取有針對的技術(shù)措施，從下套管前的準(zhǔn)備工作，管串結(jié)構(gòu)優(yōu)化，前置液設(shè)計、水泥漿設(shè)計及固井施工等多個環(huán)節(jié)采取措施，保證水平井固井質(zhì)量。